Электронно вычислительные машины и вычислительные системы
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
?ров в процессоре: 115 млн. шт.
Чаще всего могут быть:
- целочисленные устройства IU есть всегда.
- устройство для обработки чисел с плавающей точкой FPU
- устройство обработки команд переходов BPU
- устройство управления памятью MMU
- поддержка DMA прямого доступа к памяти
- Мощность потребления 2.5тАж10 Вт
- Напряжение питания - 2.5тАж5 Вт
Классификация процессоров
- По архитектуре
- По назначению
2.1 для персональных компьютеров
- ПК профессионального уровня (Pentium)
- ПК бытового уровня (Celeron)
- для портативных компьютеров
- для серверов
- для мультимедиа компьютеров (MMX)
- для многопроцессорных систем
- специализированные процессоры
- для обработки цифровых сигналов
- для обработки аналоговых сигналов
- математические сопроцессоры
- графические сопроцессоры
- процессоры ввода-вывода
- сервисные процессоры
- транспьютерные процессоры, имеющие специальную конфигурацию для решения спец. задач
3 По поколениям
Основные производители: Intel, AMD, Cyrix.
Процессор это любое устройство, выполняющее некоторые действия.
В ВТ под процессором понимают устройство, выполняющее в автоматическом режиме некоторую последовательность операций:
- арифметические
- логические
- операции управления
- операции перехода
Команда состоит из микрокоманд и означает какую-то операцию, которая состоит из микроопераций.
Микрооперация это функциональная элементарная операция, выполняемая за один тактовый интервал и приводимая в действие одним управляющим сигналом.
Микрокоманда это совокупность микроопераций, выполняемых параллельно во времени под действием нескольких управляющих сигналов, поступающих в одном такте.
Микропрограмма это набор микрокоманд, обеспечивающий выполнение заданной операции или команды.
Принцип академика Глушкова (Джона Вилкса) для построения устройств обработки цифровой информации.
УУ - это комплекс средств автоматического управления процессом передачи и обработки информации.
УА предназначен для выработки последовательностей управляющих функциональных сигналов на основе задаваемого кода операции и оповещающих сигналов об особенностях операндов и результатов операции, поступающих от АЛУ.
Группы операций
- арифметические
- iелыми числами
- iислами с фиксированной точкой
- iислами с плавающей точкой
- операции с другими видами информации
- с логическими адресами
- операции с изображениями
- со звуком
- операции управления и связи
- операции управления вычислительным процессом
- операции связи с внешними устройствами
- обработка прерываний
- диагностические операции
- операции загрузки
Способы реализации операций.
- Аппаратно-микропрограмная реализация.
- В виде биб-ки стандартных подпрограмм
Достоинства 1: высокая скорость.
Недостаток 1: усложнение процессора.
В большинстве случаев 2-м способом исполняются функции (sin, cos, exp и т.д.)
- Использование дополнительных блоков или сопроцессоров
Работа процессора.
Структурная схема микропроцессора.
- АЛУ выполняет логические и арифметические операции над данными. Может быть одно или несколько АЛУ.
- БРгП СОЗУ (сверх ОЗУ) местная память с небольшой емкостью и высокого быстродействия. Рг этого блока указываются в командах программ и служат для хранения операндов; аккумулятора, в качестве Рг, указателя стека.
- УУ - вырабатывает последовательность управляющих сигналов, инициирующих выполнение соответствующей последовательности микроопераций, обеспечивая выполнение текущей команды. Есть УУ с жесткой и управляемой логикой.
- БУРг предназначен для временного хранения управляющей информации. Содержит Рг-ы состояния процессора, Рг-ы запросов прерываний и др. управляющие Рг-ы и триггеры.
- Блок связи интерфейс процессора. Организует обмен информацией между процессором и ПП и защиту участков ОП от неразрешенных обращений, а также связь процессора с другими устройствами и системами.
- Блок контроля и диагностики служит для обнаружения сбоев в работе процессора, восстановления работы программы после сбоя, поиска места неисправности.
- Пульт управления.
Структура микропроцессора (МП)
В Рг-ре флагов хранятся индикаторы выполнения операций и полученных результатов.
В заданном эл-тном базисе спроектировать структурную схему процессора ЭВМ, удовлетворяющую заданным техническим требованиям и налагаемым ограничениям это задача.
Критерии проектирования.
- Затраты оборудования
- Быстродействие (длительность такта)
- Производительность (количество микроопераций, реализуемых за 1 такт)
- Регулярность структуры (ее однородность)
Способы проектирования процессоров